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Indagini diagnostiche Prove in situ

Carotaggi e indagini diagnostiche sulla muratura

IPCS S.r.l. ·
Dettaglio di una parete in muratura di pietra con tessiture diverse, conci squadrati, riempimento in pietrame e spalle in mattoni

Una parete intonacata, nessuna informazione su quanti paramenti abbia, che cosa ci sia nel mezzo e con quale malta sia stata costruita: da qui parte quasi ogni verifica su un edificio esistente. Questa guida spiega come si progetta una campagna di indagini diagnostiche sulla muratura secondo le NTC 2018 e la Circolare 7/2019: quali prove esistono, che cosa restituisce ciascuna, come i risultati entrano nel calcolo.

A cosa servono le indagini diagnostiche sulla muratura

Le indagini diagnostiche sulla muratura servono a stabilire quale riga della Tabella C8.5.I della Circolare 7/2019 il progettista può usare, e se il modello a parametri meccanici equivalenti abbia senso. Il principio è nel §8.5 delle NTC 2018: sull’esistente le situazioni sono le più diverse, quindi il modello va giustificato caso per caso. Non un pacchetto di prove, ma un piano motivato.

Il passaggio decisivo è nel §C8.5.3.1: i dati della Tabella C8.5.I valgono, tranne l’ultima riga, per una muratura di due paramenti accostati con nucleo interno di limitato spessore, e va prima valutato se il pannello si comporti unitariamente rispetto alle sollecitazioni verticali e a taglio — altrimenti quella modellazione ha poco significato. Ecco perché si guarda dentro il muro. Le NTC vogliono indagini motivate, per tipo e quantità, dal loro effettivo uso nelle verifiche, con valutazione dell’impatto conservativo sui beni tutelati ex D.Lgs. 42/2004.

Il piano delle indagini: prove limitate, estese ed esaustive

Una campagna non è un elenco di tecniche: è la gerarchia a tre livelli del §C8.5.3.1, che sale dagli esami visivi ai saggi sistematici fino alle prove dirette, di cui il progettista stabilisce tipologia e quantità. In sostituzione di queste si possono considerare prove eseguite su altre costruzioni della stessa zona, con comprovata corrispondenza tipologica per materiali e morfologia.

Livello di prova Che cosa prevede la Circolare Livello di conoscenza
Prove limitate Esami visivi, rimozioni di intonaco, aree omogenee, rilievo della tessitura e stima della sezione LC1
Prove estese Saggi nello spessore ed endoscopie, analisi delle malte e, se significative, degli elementi, prove penetrometriche, sclerometriche, soniche, termografiche, radar, martinetti piatti LC2
Prove esaustive Compressione su pannelli o con martinetti doppi, compressione e taglio, compressione diagonale, taglio diretto sul giunto LC3

Il livello di prova è una delle condizioni dell’LC: il §C8.5.4 chiede, per lo stesso livello, anche analisi storico-critica, rilievo geometrico e indagini sui dettagli.

Sulla muratura, a differenza del calcestruzzo armato — per cui la Circolare almeno indica quantità orientative —, non è indicata alcuna quantità: varietà tipologica e stratificazioni rendono priva di significato la prescrizione di una precisa quantità e tipologia di indagini. Servono protocolli di comprovata validità e un piano indirizzato dai dati preliminari.

Quanto costa una campagna di indagini su muratura: da cosa dipende

Non esiste un prezzo a metro quadro: il preventivo dipende dalle prove che il livello di conoscenza obiettivo comporta. Pesano poi:

  • tipologie murarie e zone omogenee da caratterizzare;
  • esito dell’analisi di sensibilità, che indirizza dove indagare;
  • accessibilità e quota dei punti, con eventuali opere provvisionali;
  • intonaci o apparati decorativi da rimuovere e ripristinare;
  • spessore murario, vincolo di tutela, estensione dell’edificio e logistica.

Carotaggi su muratura: che cosa mostra davvero la sezione

Sulla muratura il carotaggio è uno strumento stratigrafico, non una prova di resistenza: il comportamento di un composito dipende dall’assemblaggio, non dal cilindro estratto, e la Circolare raccomanda cautela sulle prove di laboratorio per campioni estratti in situ. È la differenza rispetto ai carotaggi su calcestruzzo e cemento armato, dove la carota è il provino: i carotaggi nella muratura si progettano sulla sezione da attraversare, non sul provino da ricavare.

Che cosa si legge in una carota estratta da un muro

La carota restituisce numero e spessore dei paramenti, ampiezza e qualità del nucleo, vuoti, natura e conservazione della malta, collegamenti trasversali, degrado. Ognuno di questi dati ha una ricaduta sul calcolo:

  • nucleo ampio e scadente: è opportuno ridurre resistenza e deformabilità dei paramenti esterni;
  • nucleo di caratteristiche meccaniche trascurabili: se ne può, cautelativamente, trascurare lo spessore;
  • connessioni trasversali sistematiche: si apre l’accesso al coefficiente migliorativo della Tabella C8.5.II.

Sul prelievo non ci sono numeri normati: né il diametro né la profondità sono prescritti. Li detta l’obiettivo, che è la sezione — se la carota non attraversa l’intero spessore, la lettura resta incompleta.

Il §8.5.3 delle NTC stabilisce che, per le prove di cui alla Circolare 8 settembre 2010 n. 7617/STC, prelievo dei campioni ed esecuzione delle prove siano effettuati a cura di un laboratorio di cui all’art. 59 del D.P.R. 380/2001. La Circolare 7/2019 circoscrive la riserva alle prove distruttive i cui esiti sono soggetti a certificazione, e la motiva: il carotaggio è già una prima analisi almeno qualitativa di resistenza del campione, ed è in grado di influenzarla in maniera determinante.

Carotaggio su muro in pietra: cosa cambia

Il carotaggio su muro in pietra si esegue con carotatrice a corona diamantata. Su pietrame disordinato e conci sbozzati, tanto più con riempimento a sacco, i carotaggi sulle murature contano più che altrove: sono le tipologie più disomogenee e più esposte all’instabilità dei paramenti. C’è anche un ritorno immediato sul calcolo: sui conci sbozzati, se si riscontra la sistematica presenza di zeppe profonde in pietra che migliorano contatti e ammorsamento, la Tabella C8.5.I ammette in nota un coefficiente pari a 1,2 sulle resistenze tabellate.

Endoscopie, saggi e prove soniche: leggere il muro con il minimo impatto

I metodi non distruttivi, dice la norma, servono a estendere all’intero edificio i risultati ottenuti localmente con prove distruttive o mediamente distruttive: estensione, non sostituzione.

Endoscopie e saggi nello spessore murario

L’endoscopia è citata espressamente tra le prove estese, come strumento dei saggi nello spessore murario: riconosce morfologia interna, qualità del nucleo e collegamenti trasversali, ed è complementare al carotaggio, che le dà l’accesso. I saggi sotto intonaco aggiungono forma degli elementi, regolarità dei corsi, listature, natura delle malte, e si aprono dove il collegamento decide il comportamento: cantonali, appoggi dei solai e incatenamenti, la cui efficacia merita — dice la Circolare — attenzione particolare.

Prove soniche sulla muratura: cosa danno e cosa non danno

Le prove soniche valutano l’omogeneità dei parametri meccanici nelle diverse parti della costruzione: dicono dove la muratura cambia, non quanto resiste. Lo scrive la Direttiva P.C.M. 9 febbraio 2011, che le classifica tra le tecniche non distruttive di tipo indiretto e avverte che non forniscono stime quantitative attendibili. La lettura utile è comparativa, fra zone omogenee dello stesso edificio.

L’impiego che la norma valorizza di più è nella nota alla Tabella C8.5.II: i coefficienti correttivi per le iniezioni di miscele leganti vanno commisurati all’effettivo beneficio apportato alla muratura, riscontrabile in esecuzione con l’iniettabilità e a posteriori con prove soniche o similari. Senza quel riscontro non sono applicabili. Le soniche non compaiono invece nella Tabella C8.5.III fra i metodi che aggiornano i parametri, e nemmeno georadar e termografia. Sono infine altra cosa dalle prove soniche sui pali di fondazione.

Malte, mattoni e pietre: cosa si preleva e cosa si analizza

I valori della Tabella C8.5.I, tranne l’ultima riga, presuppongono condizioni precise: malta di calce di modeste caratteristiche, con fm tra 0,7 e 1,5 N/mm², assenza di ricorsi o listature, paramenti semplicemente accostati o mal collegati, tessitura a regola d’arte per gli elementi regolari, muratura non consolidata. Se usi la tabella senza analizzare la malta, stai assumendo quella malta senza saperlo.

Resistenza media a compressione della malta (fm) Conseguenza sui valori della Tabella C8.5.I
Inferiore a 0,7 N/mm² Coefficiente 0,7 sulle resistenze e 0,8 sui moduli elastici, ai soli fini della verifica sismica
Tra 0,7 e 1,5 N/mm² Condizione di riferimento su cui i valori di tabella sono tarati
Superiore a 2 N/mm², muratura di mattoni Malta buona: coefficiente correttivo pari a fm^0,35

Soglia e coefficiente dell’ultima riga valgono solo per la muratura di mattoni: sulle altre la malta buona non ha soglia quantificata.

I campioni di malta si prelevano in profondità, per non risentire del degrado superficiale; in opera si eseguono prove sclerometriche, penetrometriche e analisi chimiche, con riferimento alla UNI 11305:2009: è la caratterizzazione chimica delle malte a riconoscere legante e aggregato. Un limite: la UNI EN 1015-11 riguarda provini prismatici in stampi, che da un giunto storico non si ricavano, quindi fm resta una stima.

Sugli elementi si determina la resistenza a compressione secondo la UNI EN 772-1, con carico normale al letto di posa; sui lapidei si aggiunge la caratterizzazione litologica. Solo per blocchi squadrati o artificiali pieni o semipieni, da prove su elementi e malta si stima fk con i metodi del §11.10.3.1.2 delle NTC, e da fk la resistenza media come f = 1,25 fk: sulle tessiture irregolari la strada non è percorribile. Un ultimo dato si misura con un calibro: nei mattoni pieni i valori vanno ridotti se i giunti superano i 13 mm, con 0,7 sulle resistenze e 0,8 sui moduli.

Prove meccaniche in situ: quale prova restituisce quale parametro

La Tabella C8.5.III associa a ogni metodo di misura diretta il parametro restituito e un coefficiente: più è basso, più la norma dà credito alla misura rispetto al valore di tabella.

Metodo di prova Parametro Coefficiente
Compressione diretta su porzione di parete muraria E ; f 1,5 ; 1
Martinetto piatto doppio E ; f 1,5 ; 2
Compressione e taglio su pannello isolato (tipo Sheppard) G ; τ0 e fv0 1,5 ; 1
Compressione diagonale G ; τ0 1,5 ; 1
Taglio diretto sul giunto fv0 2
Prove di laboratorio sui costituenti fb, fm, fg 2

La Circolare avverte che l’incertezza legata al metodo di misura non si riduce aumentando il numero di prove. I martinetti piatti compaiono due volte nella gerarchia — moderatamente distruttivi al livello esteso, prova di compressione all’esaustivo: fanno salire di livello senza isolare un pannello. Che cosa misura ciascuna configurazione lo trovi in come funziona il martinetto piatto singolo e doppio.

Sul taglio il peso maggiore è condiviso da compressione diagonale e compressione e taglio su pannello isolato, entrambe con coefficiente 1; il taglio diretto sul giunto si ferma a 2. La prima porta una regola preziosa: quando ne è desunto il parametro, la resistenza a trazione per fessurazione diagonale ft si assume pari al carico diagonale di rottura diviso per due volte la sezione media del pannello, t(l+h)/2; e ft vale 1,5 τ0.

E la scelta non è indifferente: le murature a tessitura irregolare rompono per trazione diagonale, governata da τ0; quelle regolari fessurano a scaletta attraverso i giunti, governate da fv0, oppure attraverso gli inerti, governate da fv,lim. La prova si sceglie dal criterio di resistenza adottato per l’analisi — sapendo che quelle su pannello isolato la Direttiva P.C.M. 2011 le definisce molto o fortemente invasive.

Dalle prove ai parametri di calcolo: quali valori si possono usare

I valori si prendono dalle tabelle solo se la muratura è riconducibile alle tipologie delle Tabelle C8.5.I e C8.5.II. Verificato questo: a LC1 le resistenze sono i minimi degli intervalli e i moduli elastici i valori medi; a LC2 le resistenze diventano i valori medi; a LC3 la tabella dà una distribuzione a priori, aggiornabile con le misure in sito, e se la media delle prove dirette è molto diversa l’accettabilità va motivata. Il resto è nella guida ai livelli di conoscenza LC1, LC2 e LC3.

Che cosa cambia quando l’indagine trova un muro migliore di quello di riferimento si legge nella Tabella C8.5.II: collegamenti trasversali sistematici valgono 1,5 sul pietrame disordinato, 1,3 sulle pietre a spacco, 1,2 sui blocchi lapidei squadrati; una malta buona vale 1,5 e 1,3 sulle prime due. Solo la malta buona agisce anche sui moduli E e G, e i coefficienti si combinano in forma moltiplicativa al più a due a due.

Gli errori che vediamo più spesso sulle indagini su muratura

  • Punti scelti prima delle aree omogenee. I saggi finiscono sulla stessa tipologia muraria e le altre restano senza un dato.
  • Tabella C8.5.I usata senza la verifica preliminare. Prima di prendere una riga accertati che il pannello si comporti unitariamente.
  • Coefficienti migliorativi sommati, o applicati al parametro sbagliato. Si combinano in forma moltiplicativa e al più due per volta; ricorsi e connessione trasversale agiscono solo sulle resistenze, mai sui moduli.
  • Campione di malta prelevato in superficie. Il degrado falsa l’analisi, e non si ripete senza tornare in cantiere.
  • Prova di taglio letta senza guardare la rottura. Se la modalità osservata non è coerente con il modello interpretativo, il numero non serve.

Quasi tutti nascono nello stesso punto: il piano scritto dopo il preventivo invece che dopo il rilievo.

Domande frequenti

Si può fare un carotaggio su un muro in pietra?

Sì, con carotatrice a corona diamantata. La finalità è leggere la sezione — paramenti, nucleo, vuoti, collegamenti trasversali — e prelevare campioni di malta e di elementi, non misurare la resistenza del pannello. Il foro va spinto, di norma, a tutto lo spessore: diametri e profondità non sono normati.

Quanto costa un carotaggio su un muro in pietra?

Dipende da fattori da definire prima: numero di punti e prove di laboratorio associate, spessore murario, accessibilità e quota, intonaci da rimuovere, ripristino dei fori, logistica. Si preventiva sul piano di indagine, non a metro.

Chi esegue i prelievi e le prove su una muratura esistente?

Per le prove richiamate dalla Circolare 7617/STC del 2010 il §8.5.3 delle NTC affida prelievo ed esecuzione a un laboratorio di cui all’art. 59 del D.P.R. 380/2001; la Circolare 7/2019 precisa che la riserva riguarda le prove distruttive i cui esiti sono soggetti a certificazione.

A cosa servono le prove soniche su una muratura?

Valutano l’omogeneità dei parametri meccanici nelle diverse parti della costruzione ed estendono all’edificio i risultati ottenuti localmente con prove distruttive, ma non danno stime quantitative attendibili. La Circolare le indica anche come riscontro dell’efficacia delle iniezioni di miscele leganti.

Si possono usare i valori di tabella della Circolare senza fare prove?

Solo se la muratura è riconducibile alle Tabelle C8.5.I e C8.5.II, e restando ai valori minimi degli intervalli. Attenzione però: anche quel livello, LC1, richiede le prove limitate — esami visivi, rimozioni di intonaco, rilievo della tessitura e stima della sezione.

Si può misurare la resistenza della malta di un muro esistente?

Se ne ottiene una stima. La UNI EN 1015-11 riguarda provini prismatici in stampi, che da un giunto storico non si ricavano: si usano prove sclerometriche e penetrometriche in sito e analisi su frammenti prelevati in profondità.

Le prove non distruttive bastano per aggiornare i parametri meccanici?

No. Endoscopia, prove soniche, termografia e radar non compaiono nella Tabella C8.5.III fra i metodi di indagine diretta: classificano la tipologia muraria ed estendono all’edificio la lettura locale. Per aggiornare i valori medi servono le prove dirette di quella tabella.

Indagini diagnostiche su muratura: endoscopie, prove soniche e analisi delle malte

IPCS S.r.l. è un laboratorio prove sui materiali da costruzione con sede a Frosinone e operativo in tutta Italia. Una precisazione che ti evita un errore di pianificazione: sulle costruzioni esistenti il prelievo per le prove distruttive i cui esiti sono soggetti a certificazione la legge lo riserva ai laboratori di cui all’art. 59 del D.P.R. 380/2001, ed è a loro che il progettista deve rivolgersi. Il resto della campagna è il nostro campo: endoscopie, georadar, termografia, prove soniche e martinetti piatti su muratura, caratterizzazione e analisi chimiche delle malte.

Richiedi un preventivo gratuito oppure scrivi a preventivi@ipcs-srl.com indicando tipologia muraria e spessore, zone omogenee o corpi di fabbrica, accessibilità e quota dei punti, presenza di vincolo, livello di conoscenza obiettivo dichiarato dal progettista e località del cantiere: sono gli elementi per preventivare il piano.

Immagine di copertina: August Geyler, Wikimedia Commons, licenza CC BY-SA 4.0 (ritaglio).

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